JP7311140B2

JP7311140B2 - 蒸留方法および蒸留装置

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Publication number: JP7311140B2
Application number: JP2019124514A
Authority: JP
Inventors: 弘星野
Original assignee: Frontier Engineering Co Ltd
Current assignee: Frontier Engineering Co Ltd
Priority date: 2019-07-03
Filing date: 2019-07-03
Publication date: 2023-07-19
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Also published as: JP2021010850A

Description

本発明は、焼酎、ウイスキー等の蒸留酒を製造するための蒸留技術に関する。

蒸留酒は、穀物や果実等の原料を発酵し、発酵液つまり醪（もろみ）を蒸留原液としてこれを蒸留することにより製造され、蒸留酒には焼酎、ウイスキー、ブランデー、ウオッカ等がある。焼酎は芋類等を発酵させた醪を蒸留することにより製造され、ウイスキーは麦芽を発酵させた発酵液を蒸留することにより製造され、ブランデーは果実を発酵させた発酵液を蒸留することにより製造される。

発酵液を蒸留する蒸留方法としては、単式蒸留法と連続蒸留法とがある。単式蒸留法は、醪を蒸留釜で加熱蒸発させる蒸留法であり、発生した蒸気を冷却機により凝縮させることによって蒸留酒が製造される。蒸留釜における醪の加熱方式には、蒸留釜の外側を水蒸気により加熱するようにした間接加熱式と、醪に直接水蒸気を注入する直接加熱式とがある。

連続蒸留法は、無数の孔が開けられた水平の多数の棚により仕切られた縦型の蒸留機を用い、蒸留機の上端から醪を供給し、下端から蒸気を供給することにより、醪のアルコールを分離する方法である。醪廃液は蒸留機の下端部から排出され、蒸留機に連続的に醪を供給することができる。

特許文献１には単式蒸留装置が記載されており、蒸留釜を大気圧よりも減圧した状態で、蒸留釜内に直接水蒸気を吹き込んで蒸留するようにした単式蒸留装置が記載されている。

特開２００５－２８７３５７号公報

蒸留釜を減圧した状態で蒸留原液つまり醪を加熱すると、減圧により醪の蒸留温度が低くなり、常圧で蒸留する場合よりも醪の加熱温度が低くなるので、蒸留酒の焦げ臭となるフルフラールの発生を抑制できるという利点がある。一方、蒸留釜を外側から加熱する間接加熱式の場合には、蒸留釜の内部に供給された醪が所定の加熱温度となるように、蒸留釜の外面温度を醪の温度よりも熱媒体により高める必要があり、醪が所定の加熱温度よりも過加熱されることがあり、蒸留酒にフルフラールが発生することがある。

これに対し、醪に直接水蒸気を注入する直接加熱式の場合には、醪が過加熱されることを抑制することができるが、醪に水蒸気が直接注入されるので、蒸留処理後の蒸留釜に残った蒸留廃液や残留醪からなる蒸留残渣の量が増加する。このため、蒸留残渣の処理に時間がかかり、残渣処理を含めて蒸留作業を効率的に行うことができない。連続蒸留法においても、蒸留機の上端から醪を供給し、棚に設けられた多数の孔から醪を落下させながら、下端から供給された蒸気を醪に注入しており、蒸留機の下端部から排出される蒸留残渣の量が増加することが避けられない。

このように、水蒸気により醪を加熱すると、蒸留釜や蒸留機のみならず、蒸気を発生させるボイラを併設する必要があり、ボイラを含めた蒸留のための設備の大型化が避けられない。

本発明の目的は、蒸留原液に外部から熱を加えることなく、蒸留原液にジュール熱を発生させることにより、蒸留作業の効率を向上させることにある。

本発明の蒸留方法は、蒸留原液を搬送する加熱流路が形成された蒸留加熱管の流入口に、原液収容タンクに収容された蒸留原液を供給する一方、前記原液収容タンクの循環口に前記蒸留加熱管の原液流出口から流出する蒸留原液を返流し、前記原液収容タンクから前記加熱流路を介して前記原液収容タンクに戻る蒸留原液の循環流を形成する循環工程と、前記蒸留加熱管に対をなして設けられた電極部材に電源ユニットから電力を供給し、前記電極部材から前記加熱流路内の蒸留原液に電流を流して循環流にジュール熱を発生させる発熱工程と、前記加熱流路内の蒸留原液から発生した蒸気を冷却ユニットにより凝縮する凝縮工程と、を有し、前記加熱流路内の蒸留原液の導電率の上昇に応じて、前記電源ユニットが設定最大電力を出力するように、蒸留原液を流れる電流の上昇に伴って前記電極部材に印加される電圧を低下させる。

本発明の蒸留装置は、蒸留原液を収容する原液収容タンクと、蒸留原液を搬送する加熱流路が形成された蒸留加熱管と、前記原液収容タンクの吐出口と前記蒸留加熱管の流入口との間に設けられた供給配管と、前記蒸留加熱管の原液流出口と前記原液収容タンクの循環口との間に設けられた循環配管と、前記蒸留加熱管に対をなして設けられ、前記加熱流路を流れる蒸留原液に電流を流してジュール熱を発生させる電極部材と、前記電極部材に接続され前記電極部材に電力を供給する電源ユニットと、前記蒸留加熱管の蒸気流出口に接続され前記加熱流路内の蒸留原液から発生した蒸気を凝縮する冷却ユニットと、を有し、前記電源ユニットは、電圧の相違した出力電圧を出力する複数の給電タップを備えた出力トランスと、複数の前記給電タップのいずれか１つをオンに切り換えて電力を前記電極部材に出力するタップ切換機と、前記加熱流路内の蒸留原液の導電率の上昇に応じて、蒸留原液を流れる電流の上昇に伴って前記電極部材に印加される電圧を低下させるように、前記タップ切換機に切換信号を出力するコントローラと、を有する。

蒸留原液を加熱するために、ジュール熱を利用して蒸留原液を発熱させて加熱するようにしたので、蒸留原液が過加熱されることなく、蒸留原液の過加熱に起因して蒸留液にフルフラールが発生することがなく、高品質の蒸留酒を製造することができる。また、蒸留原液を発熱により加熱するようにしたので、蒸留加熱管の内壁面にスケールが付着することがなく、蒸留加熱管の定期的な洗浄処理を容易に行うことができる。さらに、従来のように、蒸留原液に水蒸気を注入して蒸留原液を加熱すると、蒸留残渣の量が増加してしまい、その処理に時間がかかるが、ジュール熱により蒸留原液を加熱すると、蒸留残渣は増加することなく、残渣処理を含めた蒸留作業を効率的に行うことができる。

一実施の形態である蒸留装置を示す概略図である。図１に示された電源ユニットの制御回路を示すブロック図である。出力トランスの設定最大電力を出力する電圧と電流との関係を示す特性線図である。（Ａ）は蒸留加熱管の変形例を示す縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ－Ｂ線断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１に示されるように、蒸留装置１０は、蒸留原液Ｍを収容する原液収容タンク１１と、蒸留原液Ｍを蒸留して蒸気を発生させる蒸留加熱管１２とを備えており、蒸留加熱管１２には蒸留原液Ｍを搬送する加熱流路１３が形成されている。原液収容タンク１１には注入配管１４により蒸留原液Ｍである発酵液つまり醪が供給される。

蒸留加熱管１２の下端部には流入口１５が設けられ、原液収容タンク１１の下端部に設けられた吐出口１６と流入口１５との間には供給配管１７が接続されている。供給配管１７にはポンプ１８が設けられており、ポンプ１８により原液収容タンク１１の吐出口１６から吐出された蒸留原液Ｍは、供給配管１７により蒸留加熱管１２の流入口１５から加熱流路１３に供給される。

蒸留加熱管１２の上端部には原液流出口２１が設けられ、原液収容タンク１１の循環口２２と原液流出口２１との間には蒸留原液Ｍを原液収容タンク１１に返流するための循環配管２３が設けられている。この循環配管２３により、蒸留加熱管１２の加熱流路１３内を上端部にまで流れた蒸留原液Ｍは、原液流出口２１から流出して原液収容タンク１１内に戻される。このように、原液収容タンク１１、蒸留加熱管１２、供給配管１７および循環配管２３により、原液収容タンク１１から加熱流路１３を介して原液収容タンク１１に蒸留原液Ｍを戻すように蒸留原液Ｍの循環流が形成される。

図１に示される蒸留加熱管１２は、５つのリング状の電極部材２４と、これらの間に配置される円筒部材２５とを有している。電極部材２４はチタンやステンレス等の導体により形成され、円筒部材２５は樹脂等の絶縁部材により形成されている。加熱流路１３内の蒸留原液Ｍの流れる方向に隣り合う２つの電極部材２４は対を成しており、蒸留加熱管１２は４対の電極部材２４を有している。下端部の電極部材２４には流入側の継手部２６が取り付けられ、上端部の電極部材２４には流出側の継手部２７が取り付けられている。継手部２６には流入口１５が設けられ、継手部２７には原液流出口２１が設けられている。

それぞれの電極部材２４には、対をなす２つの電極部材２４が逆極性となるように、電源ユニット２８から高周波電流が供給される。蒸留加熱管１２を構成する電極部材２４の数は、５つに限られることなく、複数であれば任意の数とすることができる。また、電極部材２４はリング状に限られず、板状の電極部材とすることができる。なお、図１においては、供給配管１７および循環配管２３は便宜的に線で表されているが、加熱流路１３と同様の内径を有する管状の部材により形成されている。図１においては、蒸留加熱管１２はほぼ垂直方向になって示されているが、蒸留加熱管１２は傾斜させて配置するようにしても良い。

原液収容タンク１１に蒸留原液Ｍが収容された状態のもとで、ポンプ１８を駆動すると、蒸留原液Ｍは供給配管１７を通って蒸留加熱管１２の流入口１５から加熱流路１３に流入する。加熱流路１３に流入した蒸留原液Ｍは、液面Ｓが原液流出口２１よりも高い位置となるように保持され、原液流出口２１から循環配管２３に流入する。これにより、蒸留原液Ｍは原液収容タンク１１に戻される。このようにして、加熱流路１３を蒸留原液Ｍが循環している状態つまり循環工程のもとで、電源ユニット２８から電極部材２４に電力が供給される。電源ユニット２８は、対をなす２つの電極部材２４の一方に接続される低電位側の共通端子COMと、他方に接続される高電位側の出力端子Ｈiとを有しており、電源ユニット２８からは高周波電流が電極部材対に印加される。対をなす電極部材２４の間の蒸留原液Ｍに電流が流れると、蒸留原液Ｍにはジュール熱が発生し、ジュール熱により蒸留原液Ｍを加熱する発熱工程が実行される。蒸留加熱管１２内の蒸留原液Ｍが加熱されると、蒸留原液Ｍは原液収容タンク１１に戻されて原液収容タンク１１内を循環するので、原液収容タンク１１内の蒸留原液Ｍの温度も高められる。これにより、循環している蒸留原液Ｍからから蒸気成分が発生する。

蒸留加熱管１２内で発生した蒸気成分が原液流出口２１から循環配管２３内に入り込まないように、蒸留加熱管１２内の蒸留原液Ｍの液面Ｓよりも低い位置に原液流出口２１が設けられている。さらに、上側部が液面Ｓとほぼ同一かそれよりも高い位置となる屈曲部２９が循環配管２３に設けられており、循環配管２３はその内部に加熱流路１３内の気体が流入しないように水封状態となっている。

循環している蒸留原液Ｍから発生した蒸気成分を凝縮するために、蒸留装置１０は冷却ユニット３１を有している。原液収容タンク１１内で発生した蒸気成分を冷却ユニット３１に供給するために蒸気供給管３２が原液収容タンク１１の上部に設けられている。さらに、蒸留加熱管１２内で発生して蒸留原液Ｍから分離された蒸気成分を冷却ユニット３１に供給するために、蒸留加熱管１２の蒸気流出口３３は接続配管３４により蒸気供給管３２に接続されている。

冷却ユニット３１には、原液収容タンク１１および蒸留加熱管１２から供給された蒸気を冷却する冷却ジャケットが設けられており、冷却ジャケットには、冷却水供給管３５から冷却水が供給され、冷却水排出管３６から排出される。冷却ユニット３１により蒸気は冷却されて凝縮され、蒸留液つまり蒸留酒Ｌが生成される。このように凝縮工程において凝縮された蒸留液Ｌは、製品ガイド３７により回収タンク３８に供給される。

原液収容タンク１１および蒸留加熱管１２内の蒸気を冷却ユニット３１に吸引し、凝縮された蒸留液Ｌを回収タンク３８に吸引するために、回収タンク３８には吸引ポンプ３９が接続されている。吸引ポンプ３９により循環流路の圧力は大気圧よりも低い圧力に設定される。

循環配管２３には、その内部を循環する蒸留原液Ｍを外部から目視するために、透明性を有するサイトガラス４１が設けられている。また、供給配管１７内を流れる蒸留原液Ｍのサンプルを抽出するために、供給配管１７にはサンプル取出し弁４２が設けられ、循環配管２３の内部を流れる蒸留原液Ｍのサンプルを抽出するために、循環配管２３にはサンプル取出し弁４３が設けられている。蒸留原液Ｍからの蒸留液Ｌの蒸留作業が終了した後に、原液収容タンク１１内の蒸留残渣を外部に排出するために、供給配管１７には三方弁４４が設けられている。ただし、原液収容タンク１１の上面から蒸留残渣を排出するようにしても良い。

原液収容タンク１１は保温ジャケット４５により保温されており、保温ジャケット４５内には温水供給管４６から温水が供給され、温水排出管４７から外部に排出される。これにより、保温ジャケット４５内の温水は一定の温度に保持される。

蒸留原液Ｍを加熱するために、従来のように蒸留釜の外側を加熱することなく、ジュール熱により蒸留原液Ｍを発熱させて加熱するようにしたので、蒸留原液が過加熱されることはない。これにより、蒸留原液の過加熱に起因して蒸留液にフルフラールが発生することがなく、高品質の蒸留酒を製造することができる。また、蒸留原液Ｍを発熱により加熱するようにしたので、蒸留加熱管１２の内壁面にスケールが付着することがなく、蒸留加熱管１２の定期的な洗浄処理を容易に行うことができる。

一方、従来のように、蒸留原液に水蒸気を注入して蒸留原液を加熱すると、蒸留残渣の量が増加してしまい、その処理に時間がかかるが、ジュール熱により蒸留原液Ｍを加熱すると、蒸留残渣は増加することなく、残渣処理を含めた蒸留作業を効率的に行うことができる。

蒸留原液Ｍは原液収容タンク１１と蒸留加熱管１２とを循環しており、原液収容タンク１１において発生した蒸気は蒸気供給管３２により冷却ユニット３１に送られ、蒸留加熱管１２において発生した蒸気は接続配管３４により冷却ユニット３１に送られる。このように、蒸留原液Ｍを循環させてアルコール成分を蒸発させるようにしているので、蒸留効率を高めることができる。図１に示されるように、吸引ポンプ３９により加熱流路１３および原液収容タンク１１を大気圧以下に減圧すると、アルコール成分をより効率的に蒸気させることができる。

図２は電源ユニットの制御回路を示すブロック図である。電源ユニット２８は、一次側コイルと二次側コイルとを備えた出力トランス５１とタップ切換機５２とを有している。出力トランス５１の二次側コイルは、低電位側の給電タップＶ0と、出力電圧が相違する複数の高電位側の給電タップＶ1～Ｖ4とを備えている。タップ切換機５２は、出力トランス５１の低電位側の給電タップＶ0に接続される共通端子COMと、全ての高電位側の給電タップＶ1～Ｖ4に接続される高電位側の出力端子Ｈiとを有している。相互に対をなす２種類の電極部材２４のうちの一方に低電位側の共通端子COMを接続し、他方に逆極性の高電位側の出力端子Ｈiを接続すると、出力トランス５１からは、電極対の間の蒸留原液Ｍに電流が印加される。電極対に高周波電流を供給するために、商用電源の交流を直流に整流した後にインバータにより、例えば、２０ｋＨｚの高周波に変換される。

タップ切換機５２は、それぞれの給電タップＶ1～Ｖ4を出力端子Ｈiに接続する出力配線に、リレー等からなるスイッチ５３～５６が設けられている。したがって、１つのスイッチ５３をオンとして、他のスイッチをオフにすると、出力端子Ｈiには給電タップＶ4に接続される。他の給電タップについても同様である。それぞれのスイッチ５３～５６は、コントローラ６０からの切換信号により切換制御される。

コントローラ６０には、蒸留加熱管１２に供給される蒸留原液Ｍの導電率を検出するための導電率センサ６１からの検出信号と、電極部材２４に流れる電流を検出する電流センサからの検出信号とが送られるようになっている。さらに、蒸留加熱管１２に供給される蒸留原液Ｍの温度を検出する温度センサ６３からの検出信号がコントローラ６０に送られるようになっている。

蒸留原液Ｍは、温度が上昇すると、導電率が高くなって電気が流れ易くなる。蒸留原液Ｍを循環させることにより、時間の経過に伴って循環回数が増加すると、流入口１５から加熱流路１３に供給される蒸留原液Ｍの温度は高まってくる。したがって、蒸留処理の時間が経過して導電率が高くなると、蒸留原液Ｍを電流が流れ易くなって電流が高くなる。

加熱開始から加熱終了まで、常に特定の１つの給電タップを電極部材に接続して蒸留原液Ｍを加熱すると、電源ユニット２８から電極部材２４に流れる電流は、出力トランス５１の設定最大電力Ｗmaxのときの電流つまり最大電流を超えないように設定される。このため、蒸留原液Ｍの温度上昇により蒸留原液Ｍを流れる電流が最大電流値まで高くなると、電流値はそれ以上高くならない。したがって、常に特定の１つの給電タップを電極部材に接続する方式では、蒸留原液Ｍを循環させてジュール加熱する場合には、加熱効率を高めることができない。

そこで、蒸留原液Ｍを循環させる場合には、効率的に蒸留を行うために、蒸留原液の導電率が高くなって蒸留原液Ｍを流れる電流が高くなったら、電圧が低い給電タップに切り換えて、蒸留原液Ｍを流れる電流を高くするように制御する。電圧を低下させて出力トランス５１の設定最大電力Ｗmaxを出力させると、蒸留原液に供給される電流を高めることができる。これにより、迅速に蒸留原液Ｍの温度を高めることができる。

例えば、図２に示される出力トランス５１の設定最大電力Ｗmaxを７０ｋＷとし、高電位側の給電タップＶ4の電圧が２５００Ｖ、給電タップＶ3の電圧が１９００Ｖ、給電タップＶ2の電圧が１４００Ｖ、給電タップＶ1の電圧が１０００Ｖであるとする。この場合には、２５００Ｖの給電タップＶ4がオンされているときには、蒸留原液Ｍに流れる最大電流は２８Ａであり、給電タップＶ3がオンされているときには、蒸留原液Ｍに流れる最大電流は３６．８Ａである。さらに、給電タップＶ2がオンされているときには、蒸留原液Ｍに流れる最大電流は５０Ａであり、給電タップＶ1がオンされているときには、蒸留原液Ｍに流れる最大電流は７０Ａである。

この出力トランス５１の場合には、スイッチ５３がオンされ、他のスイッチがオフとなっているときには、出力トランス５１の給電タップＶ4から最大電流が２８Ａを超えないように電極部材２４に電力が印加される。蒸留原液Ｍの加熱開始から加熱終了まで、給電タップＶ4から電圧を印加させるようにすると、最大電流は２８Ａを超えないようになっており、蒸留原液Ｍの温度が高められて導電率が高くなっても、最大電流である２８Ａが保持される。しかし、この電流を流し続けるようにすると、目標温度にまで加熱するには時間がかかってしまう。このように、導電率が高くなっても、電流値が２８Ａよりも高められないと、蒸留原液Ｍを効率的に加熱することができなくなる。

そこで、本発明においては、電流値が２５００Ｖのときの最大電流２８Ａに所定範囲まで近づくか到達したら、出力トランス５１の出力電圧が自動的に低下される。例えば、蒸留原液Ｍの導電率が加熱初期よりも高くなったら出力電圧が１９００Ｖにまで低下される。設定最大電力が７０ｋＷの出力トランス５１の場合には、出力電圧が１９００Ｖであれば、最大電流３６．８Ａを流すことができる。

このように、給電タップＶ4がオンされて、給電タップＶ4の最大電流が２８Ａであるときに、電流値が２８Ａに所定範囲まで近づくか到達したら、給電タップＶ4をオフにして給電タップＶ3をオンに切り換えて電圧を１９００Ｖに設定する。これにより、最大電流を３６．８Ａまで高めることができる。同様にして、蒸留原液Ｍの温度上昇に起因した導電率の上昇に伴って、順次、給電タップＶ2、給電タップＶ1に切り換える。これにより、蒸留原液Ｍに給電される電流値を高めることができるので、出力トランス５１からは設定最大電力を蒸留原液Ｍに供給することができ、短時間で迅速に蒸留原液を加熱することができる。

蒸留原液Ｍの種類によっては、給電タップＶ4から給電タップＶ1まで切り換えることなく、給電タップＶ3または給電タップＶ2まで切り換えることにより、蒸留原液を目標温度まで加熱する。

図３は、図２に示した出力トランス５１の給電タップを給電タップＶ4～Ｖ1に切り換えた場合における出力トランスの設定最大電力を出力する電圧と電流との関係を示す特性線図である。

設定最大電力Ｗmaxが７０ｋＷの場合には、給電タップＶ4がオンされて蒸留原液Ｍを加熱しているときに、蒸留原液Ｍの温度が上昇して導電率が高くなって電流値が電圧２５００Ｖのときの上限値である２８Ａに近づくか到達したら、タップ切換機５２により、給電タップＶ4がオフされて給電タップＶ3がオンされる。これにより、最大電流値が３６．８Ａに近づくまで、電流値を高めることができる。同様に、蒸留原液Ｍの温度がさらに高まって電流値が電圧１９００Ｖのときの上限値である３６．８Ａに近づくか到達したら、タップ切換機５２により、給電タップＶ3がオフされて給電タップＶ2がオンされる。これにより、最大電流値が５０Ａに近づくまで、電流値を高めることができる。さらに、電流値が１４００Ｖのときの上限値である５０Ａに近づくか到達したら、給電タップＶ2がオフされて給電タップＶ1がオンされる。これにより、最大電流値が７０Ａに近づくまで、電流値を高めることができる。

加熱開始から加熱終了まで、常に特定の１つの給電タップを電極部材に接続して蒸留原液を加熱すると、印加電圧に応じた設定最大電力となる電流値を超えずにその電流値が維持される。このため、蒸留原液Ｍの加熱に時間がかかってしまう。これに対して、設定最大電力Ｗmaxが出力されるように、タップ切換機５２により、導電率に応じて電圧を低下させると、低下された電圧に見合うように電流値が高められるので、蒸留原液Ｍをジュール熱により効率的に加熱させることができる。

図２に示されるように、導電率センサ６１からの検出信号に基づいてタップ切換機５２を切換制御する形態においては、蒸留原液Ｍの導電率に応じて電圧が切り換えられる。例えば、蒸留初期にスイッチ５３がオンされているときに、蒸留原液Ｍの導電率が高くなったことが検出されたら、コントローラ６０からの信号により、タップ切換機５２のスイッチ５４がオンに切り換えられ、他のスイッチはオフに設定される。このように、給電タップＶ4の電圧とその電圧に応じた出力電流とからなる最大電力が出力トランス５１の設定最大電力に近づいたときには、タップ切換機５２により、低い電圧の給電タップＶ3に切り換えられる。導電率の上昇に伴って、タップ切換機５２により、順次、スイッチのオンオフが制御されて、電圧が低下されるので、蒸留原液Ｍに供給される電流値を高めることができる。

コントローラ６０は、センサからの検出信号に基づいてタップ切換機５２に対する制御信号を演算するマイクロプロセッサと、制御プログラム、マップデータおよび演算式等が格納されるメモリとを備えている。導電率センサ６１からの検出信号に基づいてタップ切換機５２を制御する形態においては、蒸留原液Ｍの導電率の範囲と導電率に応じた電圧値との関係を示すマップデータや演算式がコントローラ６０に格納されている。格納されたデータや演算式に基づいてタップ切換機５２のスイッチのオンオフが制御される。

蒸留原液Ｍの導電率が変化すると、電極部材２４に流れる電流も変化するので、電流センサ６２からの検出信号に基づいて、タップ切換機５２を制御する形態としても良い。その場合にも、上述した導電率センサ６１からの信号によりタップ切換機５２を制御した場合と同様に、電流値の上昇に伴ってタップ切換機５２が制御され、低い電圧の給電タップが電極部材に接続される。

上述のように、タップ切換機５２の制御形態としては、導電率センサ６１の検出信号に基づいて制御する形態と、電流センサ６２の検出信号に基づいて制御する形態とがあり、いずれでも適用可能である。ただし、両方のセンサからの検出信号に基づいてタップ切換機５２を制御するようにし、両方のセンサからの検出信号がそれぞれ出力トランス５１の設定最大電力に近づいたときに、スイッチ５３～５６を切り換えるようにしても良い。さらに、いずれか一方のセンサからの検出信号が出力トランスの許容電力値に近づいたときに、スイッチ５３～５６を切り換えるようにしても良い。

導電率は蒸留原液Ｍの温度よって変化するので、導電率を直接検出することなく、温度センサ６３により蒸留原液Ｍの温度を検出し、温度を導電率に換算して給電タップの切換を行うようにしても良い。

次に、上述した蒸留装置１０を用いて蒸留原液Ｍを蒸留して蒸留液Ｌを製造する蒸留方法について説明する。

例えば、この蒸留装置１０により焼酎を製造する場合には、芋類を発酵させることにより製造された醪つまり蒸留原液Ｍが原液収容タンク１１に供給される。原液収容タンク１１内に所定量の蒸留原液Ｍが収容された状態のもとで、ポンプ１８が駆動される。ポンプ１８の駆動により、蒸留原液Ｍは蒸留加熱管１２の下端部から加熱流路１３に供給されて、内部を上方に向けて流れる。加熱流路１３内を原液流出口２１まで到達した蒸留原液Ｍは、循環配管２３に案内されて原液収容タンク１１に戻される。このようにして循環工程が実行され、蒸留加熱管１２の内部には原液収容タンク１１内の蒸留原液Ｍが循環して供給される。

蒸留原液Ｍが循環している状態のもとで、電源ユニット２８から電極部材２４に電力を供給する。これにより、対をなす電極部材２４から蒸留原液Ｍには電流が流れて、循環流にジュール熱が発生する。この発熱工程により蒸留原液Ｍは蒸留されて、内部に溶存していたアルコール成分が蒸発する。さらに、循環流を蒸留するようにしたので、従来のような大型の蒸留釜を用いることなく、小型の蒸留加熱管１２により蒸留液つまり蒸留酒を製造することができる。蒸留原液から発生したアルコール成分の蒸気は、冷却ユニット３１により凝縮される。この凝縮工程により製造された蒸留液は回収タンク３８に回収され、焼酎が製造される。

回収タンク３８に収容された蒸留液つまり蒸留酒をさらに蒸留してアルコール濃度を高める場合には、さらに、他の蒸留装置を用いて蒸留操作が行われる。そのような再度の蒸留に使用する蒸留装置としては、図１に示したものと同様の蒸留装置１０であって、図１に示した原液収容タンク１１が回収タンク３８に差し替えられる。このように、蒸留装置１０を複数段設けると、蒸留原液Ｍからの蒸留液Ｌの回収効率を高めることができる。

上述のように、蒸留装置１０においては、ジュール熱により蒸留原液Ｍを加熱すようにしたので、目的とする蒸留物の沸点温度に蒸留原液Ｍを調整することができ、フルフラールの発生を抑制することができる。さらに、ジュール熱により蒸留原液Ｍを加熱するので、蒸留原液に付与される熱量がそのまま気化熱として利用され、蒸留効率を高めることができる。

出力トランス５１としては、出力が７０ｋＷのみならず、２５ｋＷ～１５０ｋＷ程度の出力のものを使用することができる。また、出力トランス５１の持っている最大出力を設定最大電力Ｗmaxとしても良く、出力トランス５１の持っている最大出力の８０％程度の出力を設定最大電力Ｗmaxとしても良い。さらに、設定最大電力の最大電流に到達したら電圧を低下させるようにしても良く、最大電流に所定値の範囲内に近づいたら電圧を低下させるようにしても良い。

図４（Ａ）は蒸留加熱管１２の変形例を示す縦断面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）におけるＢ－Ｂ線断面図である。

この蒸留加熱管１２は、絶縁性材料からなる横断面が四角形の管部材４８を有し、管部材４８は断面がＵ字形状の２つの管部材片４８ａ、４８ｂを突き当てることにより形成される。管部材４８の内面には相互に対向して２つの板状の電極部材２４が対となって取り付けられており、一方の電極部材２４は電源ユニット２８の共通端子COMに接続され、他方の電極部材２４は電源ユニット２８の高電位側の出力端子Ｈiに接続される。

管部材４８の一端部には流入口１５を備えた継手部２６が一体に設けられ、他端部には原液流出口２１を備えた継手部２７が一体に設けられている。このように、対をなす電極部材２４が設けられる蒸留加熱管１２としては、図１に示すように、リング状の電極部材２４としても良く、図３に示すように板状の電極部材２４としても良い。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。蒸留装置１０により焼酎のみならず、ウイスキーやブランデー等の蒸留酒を製造することができる。

１０蒸留装置
１１原液収容タンク
１２蒸留加熱管
１３加熱流路
１４注入配管
１５流入口
１６吐出口
１７供給配管
２１原液流出口
２２循環口
２３循環配管
２４電極部材
２８電源ユニット
３１冷却ユニット
３２蒸気供給管
３８回収タンク
５１出力トランス
５２タップ切換機
５３～５６スイッチ
６０コントローラ

Claims

蒸留原液を搬送する加熱流路が形成された蒸留加熱管の流入口に、原液収容タンクに収容された蒸留原液を供給する一方、前記原液収容タンクの循環口に前記蒸留加熱管の原液流出口から流出する蒸留原液を返流し、前記原液収容タンクから前記加熱流路を介して前記原液収容タンクに戻る蒸留原液の循環流を形成する循環工程と、
前記蒸留加熱管に対をなして設けられた電極部材に電源ユニットから電力を供給し、前記電極部材から前記加熱流路内の蒸留原液に電流を流して循環流にジュール熱を発生させる発熱工程と、
前記加熱流路内の蒸留原液から発生した蒸気を冷却ユニットにより凝縮する凝縮工程と、
を有し、
前記加熱流路内の蒸留原液の導電率の上昇に応じて、前記電源ユニットが設定最大電力を出力するように、蒸留原液を流れる電流の上昇に伴って前記電極部材に印加される電圧を低下させる、蒸留方法。
蒸留原液を収容する原液収容タンクと、
蒸留原液を搬送する加熱流路が形成された蒸留加熱管と、
前記原液収容タンクの吐出口と前記蒸留加熱管の流入口との間に設けられた供給配管と、
前記蒸留加熱管の原液流出口と前記原液収容タンクの循環口との間に設けられた循環配管と、
前記蒸留加熱管に対をなして設けられ、前記加熱流路を流れる蒸留原液に電流を流してジュール熱を発生させる電極部材と、
前記電極部材に接続され前記電極部材に電力を供給する電源ユニットと、
前記蒸留加熱管の蒸気流出口に接続され前記加熱流路内の蒸留原液から発生した蒸気を凝縮する冷却ユニットと、
を有し、
前記電源ユニットは、
電圧の相違した出力電圧を出力する複数の給電タップを備えた出力トランスと、
複数の前記給電タップのいずれか１つをオンに切り換えて電力を前記電極部材に出力するタップ切換機と、
前記加熱流路内の蒸留原液の導電率の上昇に応じて、蒸留原液を流れる電流の上昇に伴って前記電極部材に印加される電圧を低下させるように、前記タップ切換機に切換信号を出力するコントローラと、
を有する、蒸留装置。
請求項２記載の蒸留装置において、
前記加熱流路に供給される蒸留原液の導電率を検出し、導電率に応じた検出信号を前記コントローラに送る導電率センサを有し、
導電率が高くなって電流が前記出力トランスの出力電圧に応じた設定最大電力に近づくか到達したときに、電流を高めるように出力電圧が低い給電タップに切り換える、蒸留装置。
請求項２記載の蒸留装置において、
蒸留原液の導電率に応じて前記電源ユニットから前記電極部材に流れる電流を検出して検出信号を前記コントローラに出力する電流センサを有し、
導電率が高くなって電流が前記出力トランスの出力電圧に応じた設定最大電力に近づくか到達したときに、電流を高めるように出力電圧が低い給電タップに切り換える、蒸留装置。